SKU:RB-13K285 EAI X4激光雷達測距模塊

來自ALSROBOT WiKi
2019年8月30日 (五) 11:48Arduino77（討論 | 貢獻）的版本

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目錄

產(chǎn)品概述

YDLIDAR X4（以下簡稱：X4）的開發(fā)套件是為了方便用戶對X4進行性能評估和早期快速開發(fā)所提供的配套工具。通過X4的開發(fā)套件，并配合配套的評估軟件，便可以在PC上觀測到X4對所在環(huán)境掃描的點云數(shù)據(jù)或在SDK上進行開發(fā)。

RPLIDAR開發(fā)套件清單

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YDLIDAR X4開發(fā)套件說明

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WINDOWS下的使用操作

  1. 設(shè)備連接

在windows下對X4進行評估和開發(fā)時，需要將X4和PC互連，其具體過程如下：

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先將轉(zhuǎn)接板和X4接好，再將USB線接到轉(zhuǎn)接板和PC的USB端口上，注意USB線的Micro接口接USB轉(zhuǎn)接板的USB_DATA，且X4上電后進入空閑模式，電機不轉(zhuǎn)。
部分開發(fā)平臺或PC的USB接口的驅(qū)動電流偏弱，X4需要接入+5V的輔助供電，否則雷達工作會出現(xiàn)異常。

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RPLIDAR 模組

RPLIDAR開發(fā)套裝中包含了標(biāo)準(zhǔn)版本的RPLIDAR模組（A1M1—R1）。同時模組內(nèi)集成了可以使用邏輯電平（3.3V）驅(qū)動的電機控制器。開發(fā)者可以使用該電機驅(qū)動器使用PWM信號對電機轉(zhuǎn)速進行控制，而從控制RPLIDAR掃描頻率或者在必要時刻關(guān)閉電機節(jié)能。

驅(qū)動安裝

在windows下對X4進行評估和開發(fā)時，需要安裝USB轉(zhuǎn)接板的串口驅(qū)動。本套件的USB轉(zhuǎn)接板采用CP2102芯片實現(xiàn)串口(UART)至USB信號的轉(zhuǎn)換。其驅(qū)動程序可以在我司官網(wǎng)下載，或者從Silicon Labs的官方網(wǎng)站中下載：

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設(shè)備管理會彈出com口

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使用評估軟件

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確認后，客戶端的頁面如下：

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LINUX下基于ROS的使用操作

Linux發(fā)行版本有很多，本文僅以Ubuntu16.04、Kinetic版本ROS為例。

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注意事項

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常見問題整理

1、什么是激光雷達
答：激光雷達是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。從工作原理上講，與微波雷達沒有根本的區(qū)別：向目標(biāo)發(fā)射探測信號(激光束),然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號進行比較,作適當(dāng)處理后,就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息
參考：激光雷達百度百科
激光雷達可以進行360°的掃描，因此可以將周邊最近6米以內(nèi)的最近的物體到模塊本身的距離測量出來。
也可以理解為激光雷達就是一圈的激光測距儀。
2、激光雷達能干什么
答：激光雷達可以進行360°的二維距離探測，SLAM，3D掃描與模型構(gòu)建，障礙物檢測，多點觸摸等
3、激光雷達有什么缺點
答：由于采用激光進行探測，所以無法正確反射激光的都會導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，鏡面，透明玻璃，水等會導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏離。所以如果有這種環(huán)境的地方，需要考慮用其他傳感器進行補充。
4、激光雷達有在 processing，Arduino, Raspberry or pcDuino上的樣例代碼嗎？ 答：激光雷達有提供SDK，把SDK中的linux代碼在Raspberry or pcDuino 上編譯即可。processing可以直接獲取激光雷達的串口數(shù)據(jù)，根據(jù)SDK中提供的數(shù)據(jù)格式進行各種處理。Arduino下的驅(qū)動可以在以下網(wǎng)址找到。
激光雷達在Arduino下的驅(qū)動程序
激光雷達Arduino平臺的使用說明
激光雷達使用效果演示
5、arduino是否可以用Robopeak的激光雷達做slam
答：arduino可以用robopeak的激光雷達作為傳感器，但是由于激光雷達的數(shù)據(jù)量較大（115.2kbps），以arduino的能力來說無法完成slam的處理，因此建議采用更高級一些的控制器來進行處理，例如樹莓派，pcduino，cubeboard等。但作為360的傳感器是完全可以使用的。
6、是否可以采用智能手機來作為激光雷達的數(shù)據(jù)處理。
答：是的，可以通過手機來進行激光雷達的數(shù)據(jù)處理。由于Robopeak提供的激光雷達采用串口通信，如果你有一定的編程基礎(chǔ)，可以參考Robopeak開源的sdk將激光雷達數(shù)據(jù)進行采集和處理。采集的方式可以直連或者通過其他無線的方式進行。
7、為什么我測量300mm的距離 給顯示290mm左右，測量800mm的距離 給顯示812mm 分辨率和精度有什么區(qū)別
答：分辨率是對距離的解析程度。在近距離情況下，由于傳感器激光出射角是在偏離中心位置的，所以你觀測的距離和傳感器觀測到的實際數(shù)據(jù)有一定偏差的。
近距離下你會發(fā)現(xiàn)有1cm左右的偏差。這倒不是說傳感器不準(zhǔn)。
8、如何進行激光雷達的標(biāo)定
答：基本的思路如下
在已知距離Y用不透光平板擋住,讀取傳感器讀數(shù)X,然后用軟件進行數(shù)據(jù)擬合。
二次擬合的公式可以是：
Y = A*x^2 + B*x + C
其中，X是傳感器讀數(shù)，Y是真實數(shù)據(jù)。你先通過采集點的過程，用(X,Y)序列擬合這個函數(shù)，求出A B C三個系數(shù)。
以后，軟件采集到傳感器讀數(shù)了，代入到上述公式的x中，就求出標(biāo)定后的距離值了
10、想詢問下電機旋轉(zhuǎn)一圈能采集多少個點的數(shù)據(jù)？我使用arduino，我觀察到，每圈大概有10到20點的數(shù)據(jù)被采集到，這正常嗎？
答：采樣量能夠根據(jù)以下的公式來獲得：
number of samples = SAMPLE_RATE / rotation_frequency.
SAMPLE_RATE是有數(shù)據(jù)手冊提供的常數(shù)，這個數(shù)據(jù)一般為2000,是當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)速度。
距離來說，如果當(dāng)前的轉(zhuǎn)速是5.5hz（或者說是330rpm）那采樣的數(shù)據(jù)應(yīng)該是在2000/5.5＝363.6左右。
你可以用我們提供的SDK中的圖像采集工具進行檢查。
對于arduino來說，你會發(fā)現(xiàn)取樣數(shù)據(jù)會小于預(yù)期的數(shù)據(jù)，這是因為AVR的處理器能力確實沒有辦法做到這個處理能力。
對2000/秒的數(shù)據(jù)量來說，處理器必須在每個500毫秒內(nèi)處理完這些數(shù)據(jù)。但是對于16Mhz的處理器來說，這遠遠不足以處理每個接收到的數(shù)據(jù)節(jié)點。進來的數(shù)據(jù)就會被拋棄了。
11、我在用SDK里面提供的ultra_simple.exe測試時記錄下了角度制，并制成圖標(biāo)發(fā)現(xiàn)在記錄角度時會重復(fù)的出現(xiàn)偏差/峰值（并不是單調(diào)遞增的）。為什么會出現(xiàn)這樣的表現(xiàn)？ 有什么解決方法的建議呢？
答： 這種情況是正常的。這是由于激光點并不是由原點發(fā)射（這是由于激光雷達的光學(xué)特性）出來的。
如果你希望你的角度數(shù)據(jù)在圖表中已單調(diào)遞增的形式出現(xiàn)，請使用我們SDK中的ascendScanData() 函數(shù)。這個函數(shù)會重新調(diào)整數(shù)據(jù)的順序。在我們ROS節(jié)點驅(qū)動中使用這個函數(shù)來仿真，以便讓數(shù)據(jù)看起來像傳統(tǒng)的掃描儀（激光由中心發(fā)射）。你可以參考我們托管在github的代碼
由于我們是基于三角定位法的激光測距儀，所以激光點并不是由傳感器中心發(fā)出的。所以指向被測物體的角度并不是探測器的中心角度。發(fā)射角度和指向面有一定的夾角。由于角度偏移量取決于被檢測出的目標(biāo)物體的距離的變化，雖然我們的傳感器保持采取在一個固定的時間周期的測量（傳感器的旋轉(zhuǎn)部件的角度增量是恒定的），所檢測到的目標(biāo)點的角度增量可能仍是不同的。如果當(dāng)前檢測到的物體的距離比前面的對象更遠，當(dāng)前角度值可以小于前一個。此外，如果當(dāng)前的樣本數(shù)據(jù)是無效的（沒有對象檢測），就沒有辦法來獲得實際的角度值，編碼器的原始角度值將被使用。
12、請問我怎么獲得這個激光雷達的資料
答：可以和客服直接聯(lián)系詢問索要或者和robopeak聯(lián)系哦。[www.slamtec.com robopeak官方網(wǎng)站]
13、使用這個激光雷達，推薦多少位的單片機？
答：32位，主頻100Mhz以上，內(nèi)存20k以上

操作建議

1.預(yù)熱與最佳工作時間
由于測距核心在工作中將產(chǎn)生熱量，建議在RPLIDAR工作（開啟掃描模式、掃描電機開始運轉(zhuǎn)）2分鐘后使用，此時測距精度將達到最佳水平。
2.環(huán)境溫度
當(dāng)環(huán)境溫度與常溫差距過大時會影響測距系統(tǒng)的精度，并可能對掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。請避免在高溫（大于40攝氏度）以及低溫（小于-10攝氏度）的條件中使用。
3.環(huán)境光照
RPLIDAR的理想工作環(huán)境為室內(nèi)，室內(nèi)環(huán)境光照（包括無光照）不會對RPLIDAR工作產(chǎn)生影響。但請避免使用強光源直接照射RPLIDAR的視覺系統(tǒng)。
如果需要在室外使用，請避免RPLIDAR的視覺系統(tǒng)直接面對太陽照射，這將會可能導(dǎo)致視覺系統(tǒng)的感光芯片出現(xiàn)永久性損傷，從而使測距失效。
RPLIDAR標(biāo)準(zhǔn)版本在室外強烈太陽光反射條件下的測距范圍將縮短。

視頻演示

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